Отношение числа секунд пораженных ошибками к общему числу секунд

Соседние файлы в папке ФМОИиРРВ

• #
• #
• #
• #
• #

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ ОТРАСЛИ

НОРМЫ НА ПОКАЗАТЕЛИ ОШИБОК
ЦИФРОВЫХ КАНАЛОВ СО СКОРОСТЬЮ
ПЕРЕДАЧИ 64 кбит/с ДЛЯ МЕСТНОЙ СЕТИ,
ВКЛЮЧАЯ АБОНЕНТСКИЕ ЛИНИИ
(СЕТЬ ДОСТУПА)

МИНСВЯЗИ РОССИИ

Москва

Предисловие

1. РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским
институтом связи (ЦНИИС)

ВНЕСЕН Научно-техническим управлением и Департаментом
электрической связи Минсвязи России.

2. УТВЕРЖДЕН Первым заместителем Министра Российской
Федерации по связи и информатизации Ю.А. Павленко 18.04.2001 года № 2666

3. ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ 18.04.2001 года.

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ ОТРАСЛИ

Дата введения

1 Область применения

Настоящий руководящий документ отрасли
распространяется на цифровые каналы со скоростью передачи 64 кбит/с,
образованные с использованием различных технических средств — физических линий,
цифровых систем передачи плезиохронной цифровой иерархии и синхронной цифровой
иерархии, технологий категории xDSL, радиодоступа и др.

Настоящий руководящий документ устанавливает нормы на
показатели ошибок каналов со скоростью передачи 64 кбит/с для местной сети,
включая абонентские линии (сеть доступа).

2 Нормативные ссылки

В настоящем руководящем документе отрасли приведены
ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ Р 8.563-96 ГСИ. Методики
выполнения измерений

ГОСТ
5237-83 Аппаратура электросвязи. Напряжения питания и методы измерений

ГОСТ
18145-81 Цепи на стыке С2 аппаратуры передачи данных с оконечным оборудованием
при последовательном вводе-выводе данных. Номенклатура и технические требования

ГОСТ
22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие
технические условия

ГОСТ
26886-86 Стыки цифровых каналов передачи и групповых трактов первичной сети
ЕАСС. Основные параметры

OCT 45.90-96 Стыки
цифровых каналов и групповых трактов первичной сети Взаимоувязанной сети связи
Российской Федерации. Методы испытаний основных параметров

ОСТ
45.91-96 Измерители показателей ошибок в цифровых каналах и трактах
передачи. Технические требования. Методы испытаний

ОСТ
45.150-99 Отраслевая система обеспечения единства измерений. Методики
выполнения измерений. Порядок разработки и аттестации

ПР
50.2.009-94 ГСИ. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств
измерений

3 Сокращения

АЛ              — абонентская линия

AT              
— абонентский терминал

ВЗПС    — внутризоновая первичная сеть

ВСС — Взаимоувязанная сеть связи

МПС     — местная первичная сеть

МСЭ — Международный союз электросвязи

ОЦК — основной цифровой канал

ПЦИ — плезиохронная цифровая иерархия

ПЭВМ  — персональная электронно-вычислительная машина

СИ              — средства измерений

СЛ               — соединительная линия

СМП     — сеть магистральная первичная

СЦИ — синхронная цифровая иерархия

ЦСП — цифровая система передачи

BER (bit error ratio) — коэффициент ошибок по битам

BISO (bringing-into-servise objective) — норма ввода в эксплуатацию

DSL (digital subscriber line) — цифровая абонентская линия

ES (errored second) — секунда с ошибками

ESR (errored second ratio) — коэффициент ошибок по секундам с ошибками

RPO (reference performance objective) — эталонная норма на технические характеристики SES (severely errored second) — секунда,
пораженная ошибками

SESR (severely errored second ratio) — коэффициент ошибок по секундам,
пораженным  ошибками

4 Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с
соответствующими определениями.

Абонентская линия (линия передачи абонентская) — линия
передачи, соединяющая между собой сетевую станцию или сетевой узел и AT.

Абонентский терминал (устройство оконечное
абонентское) — оконечное устройство, устанавливаемое в помещении абонента и
находящееся в его пользовании.

Канал основной цифровой (основной цифровой канал) —
типовой цифровой канал передачи со скоростью передачи сигналов 64 кбит/с.

Канал передачи цифровой — комплекс технических средств
и среды распространения, обеспечивающий передачу сигнала электросвязи с
определенной скоростью передачи между сетевыми станциями, сетевыми узлами или
между сетевой станцией и сетевым узлом, а также между сетевой станцией или
сетевым узлом и оконечным устройством первичной сети.

Сеть доступа — совокупность абонентских линий и
станций местной сети, обеспечивающих доступ AT к
транспортной сети, а также местную связь без выхода на транспортную сеть.

Сеть первичная — совокупность типовых физических
цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов, образованная на базе сетевых
узлов, сетевых станций, устройств оконечных первичной сети и соединяющих их
линий передачи.

Сеть первичная внутризоновая (внутризоновая первичная сеть)
— часть первичной сети, обеспечивающая соединение между собой типовых каналов
передачи разных местных первичных сетей одной зоны нумерации телефонной сети
общего пользования.

Сеть первичная магистральная (магистральная первичная
сеть) — часть первичной сети, обеспечивающая соединение между собой типовых
каналов передачи и сетевых трактов разных внутризоновых первичных сетей на всей
территории страны.

Сеть первичная местная (местная первичная сеть) —
часть первичной сети, ограниченная территорией города с пригородом или
сельского района.

Сеть транспортная — часть сети связи, охватывающая
магистральные узлы, междугородные станции, а также соединяющие их каналы и узлы
(национальные, международные).

Система передачи цифровая (цифровая система передачи)
— комплекс технических средств, обеспечивающих образование цифрового линейного
тракта, типовых групповых цифровых трактов и цифровых каналов передачи
первичной сети.

Соединительная линия (линия передачи соединительная) —
линия передачи, соединяющая между собой узел доступа и станцию транспортной
сети или два узла доступа.

Устройство оконечное первичной сети — техническое
средство, обеспечивающее образование и предоставление типовых физических цепей
или типовых каналов передачи абонентам вторичных сетей и другим пользователям.

5 Общие положения

5.1 Настоящие нормы предназначены для использования
эксплуатационными организациями при вводе в действие и паспортизации цифровых
каналов СЛ и АЛ МПС.

5.2 Настоящие нормы разработаны на основе документа [1], Рекомендаций МСЭ-Т [2, 3, 4, 5, 6] и ГОСТ 26886.

5.3 Нормы распространяются на цифровые каналы со
скоростью передачи 64 кбит/с (ОЦК).

5.4 Нормы распространяются на ОЦК, образованные с
использованием различных технических средств — физических линий, ЦСП ПЦИ и СЦИ,
технологий категории xDSL (digital
subscriber line), радиодоступа и др.

Структурная схема сети доступа приведена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1

5.5 Нормы распространяются на каналы МПС протяженностью
до 100 км и АЛ, протяженность которых определяется методом их организации
(средой передачи и используемой аппаратурой). Выполнение приведенных норм
обеспечивает необходимое качество передачи (коэффициент ошибок) при организации
международных соединений протяженностью до 27500 км.

5.6 В настоящих нормах разработаны требования только к
одному из видов показателем качества ОЦК — показателям ошибок.

Показатели ошибок относятся к интегральным показателям
оценки качества ОЦК и косвенно (опосредованно) учитывают другие важные
эксплуатационные показатели качества ОЦК, к которым относятся проскальзывания,
дрожания и дрейф фазы.

Требования к проскальзываниям, дрожанию и дрейфу фазы,
а также времени распространения и показателям надежности подлежат разработке.

5.7 Для показателей ошибок разработаны следующие виды
эксплуатационных норм:

— долговременные нормы;

— оперативные нормы.

Долговременные нормы определены на основе [3].

Проверка долговременных норм требует в
эксплуатационных условиях длительных периодов измерения — не менее 1 месяца.
Эти нормы используются при проверке качественных показателей цифровых каналов
новых систем передачи (или отдельных видов нового оборудования), которые ранее
на первичной сети нашей страны не применялись.

Оперативные нормы относятся к экспресс-нормам, они
определены на основе [4].

Оперативные нормы требуют для своей оценки периодов
измерения — 15 минут, 1 час, 1 сутки или 7 суток. Среди оперативных норм
различают следующие:

— нормы для ввода каналов в эксплуатацию;

— нормы технического обслуживания;

— нормы после восстановления канала.

Нормы для ввода каналов в эксплуатацию используются,
когда каналы, образованные аналогичным оборудованием, уже имеются на сети и
прошли испытания на соответствие долговременным нормам.

Нормы технического обслуживания каналов используются
при контроле в процессе эксплуатации каналов для определения необходимости
вывода их из эксплуатации при выходе контролируемых параметров (показателей
ошибок) за допустимые пределы.

Нормы после восстановления канала используются при
сдаче тракта в эксплуатацию после ремонта оборудования.

6 Распределение доли ошибок по
элементам эталонной цепи ОЦК ВСС России

6.1 Общие расчетные эксплуатационные нормы на показатели
ошибок для международного соединения ОЦК, используемого для телефонной передачи
или в качестве «канала переноса» для различных видов передачи данных,
протяженностью 27500 км определены в [3], там же предложены варианты распределения доли
ошибок по элементам эталонной цепи ОЦК международного соединения протяженностью
27500 км между эталонными точками Т подключения абонентских терминалов (AT).

Распределение доли ошибок по элементам эталонной цепи
ОЦК ВСС России, осуществляется в соответствии с эталонной цепью, которая
приведена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1

Как показано на рисунке 6.1 в состав эталонной цепи
между эталонными точками Т, к которым подключаются AT, входят
участок СМП, два участка ВЗПС, два участка МПС, общая протяженность которых
составляет 13900 км, и две АЛ. Распределение доли ошибок по элементам эталонной
цепи ОЦК ВСС России характеризуется следующими значениями:

— на АЛ любой длины с каждой стороны эталонной цепи
выделяется 15 % общей нормы [3] для международного соединения длиной 27500
км;

— на участке МПС длиной 100 км с каждой стороны
эталонной цепи выделяется 7,5 % общей нормы [3] для международного
соединения длиной 27500 км;

— на участке ВЗПС длиной 600 км с каждой стороны
эталонной цепи выделяется 7,5 % общей нормы [3] для международного соединения
длиной 27500 км;

— на участок СМП длиной 12500 км эталонной цепи
выделяется 20 % общей нормы [3] для международного соединения длиной 27500
км.

Таким образом общая доля ошибок на эталонной цепи ОЦК
ВСС России составляет 80 % от нормы, определенной в [3].

В соответствии с этим распределением определяются
нормы на показатели ошибок в цифровых каналах МПС и АЛ.

7 Общие характеристики основного
цифрового канала

Общие характеристики ОЦК приведены в
таблице 7.1.

Таблица 7.1 — Общие характеристики основного цифрового канала

8 Нормы на показатели ошибок

8.1 Долговременные нормы на
показатели ошибок

8.1.1 Долговременные нормы на показатели ошибок для ОЦК
основаны на измерении характеристик ошибок за секундные интервалы времени по
двум показателям:

— коэффициент ошибок по секундам с ошибками;

—         
коэффициент ошибок по секундам,
пораженным ошибками.

Коэффициент ошибок по секундам с ошибками определяется
отношением числа секунд с ошибками к общему числу секунд в период готовности в
течение фиксированного интервала измерений.

Коэффициент ошибок по секундам, пораженным ошибками,
определяется отношением числа секунд, пораженных ошибками, к общему числу
секунд в период готовности в течение фиксированного интервала измерений.

Секунда с ошибками — интервал времени в 1 секунду, в
течение которого наблюдалась хотя бы одна ошибка.

Секунда, пораженная ошибками — интервал времени в 1 секунду,
в течение которого коэффициент ошибок по битам был более 10^-3.

Измерения показателей ошибок в ОЦК для оценки
соответствия долговременным нормам проводятся при закрытии связи с
использованием псевдослучайной цифровой последовательности.

8.1.2 ОЦК считается соответствующим нормам, если
одновременно удовлетворяет требованиям по каждому из двух показателей ошибок — ESR и
SESR.

8.1.3 Для оценки эксплуатационных характеристик должны
использоваться результаты измерения лишь в периоды готовности канала, интервалы
неготовности из рассмотрения исключаются.

Интервалом неготовности является интервал времени,
начинающийся с 10 последовательных секунд SES (эти 10
секунд считаются частью интервала неготовности) и заканчиваются при наступлении
10 последовательных секунд без SES (эти 10 секунд считаются частью интервала
готовности).

8.1.4 В таблице 8.1 в столбцах А приведены долговременные нормы на
показатели ошибок ESR и SESR, для международного соединения, протяженностью 27500
км, указанные в [3].

Таблица 8.1 — Общие расчетные эксплуатационные нормы на
показатели ошибок для международного соединения длиной 27500 км

8.1.5 В таблице 8.2 в столбцах с общим заголовком «Долговременные нормы»
приведены предельные расчетные нормы на показатели ошибок по участкам ОЦК на АЛ
и МПС первичной сети ВСС России.

Таблица 8.2 — Предельные
нормы на показатели ошибок по участкам ОЦК на МПС и АЛ

8.1.6 Определение расчетных эксплуатационных норм ОЦК
произвольной длины L на МПС осуществляется по методике, которая является
аналогичной методике, предложенной в [4], и состоит в следующем:

— значение L в км округляется с точностью до
5 км в большую сторону. Например, при длине L = 81 км
округленное значение составляет L¹ = 85 км;

— расчет доли норм С ведется по формуле

С = 0,00075 × L¹;                                                       
(8.1)

— долговременные нормы на показатели ошибок ОЦК на МПС
длиной L определяются в соответствии с формулами

ESR = С A_esr = 0,08 × С                                             
(8.2)

SESR
= С × A_sesr/2 = 0,001 × С                                       (8.3)

— значения A_esr = 0,08 и A_sesr = 0,002 взяты
из соответствующих столбцов таблицы 8.1.

Результаты расчетов долговременных норм
на показатели ошибок ОЦК на МПС длиной L приведены в таблице 8.3.

Таблица 8.3 — Долговременные нормы на показатели ошибок ОЦК на
МПС произвольной длины

8.2 Оперативные нормы на
показатели ошибок

8.2.1 Оперативные нормы на показатели ошибок ОЦК основаны
на измерении характеристик ошибок за секундные интервалы времени по двум
показателям:

— коэффициент ошибок по секундам с ошибками;

— коэффициент ошибок по секундам, пораженным ошибками.

Измерения показателей ошибок в ОЦК для оценки
соответствия оперативным нормам проводятся при закрытии связи с использованием
псевдослучайной цифровой последовательности. Измерения проводятся за различные
периоды времени Т_и, равные — 15 минут, 1 час, 1 сутки, 7 суток.

8.2.2 ОЦК считается соответствующим оперативным нормам,
если одновременно удовлетворяет требованиям по каждому из показателей ошибок — ESR и
SESR.

8.2.3 Для оценки эксплуатационных характеристик должны
использоваться результаты измерения лишь в периоды готовности канала или
тракта, интервалы неготовности из рассмотрения исключаются.

8.2.4 Основой для определения оперативных норм на
показатели ошибок для ОЦК являются общие расчетные (эталонные) нормы между
эталонными точками Т подключения AT, являющиеся нормами для полного соединения (end-to-end).
В [4] эти нормы определены для
международного соединения, протяженностью 27500 км. В таблице 8.1 в столбцах В приведены оперативные нормы на
показатели ошибок ESR и SESR, указанные в [4].

8.2.5 В таблице 8.2, в столбцах с общим заголовком «Оперативные нормы»
приведены предельные расчетные нормы на показатели ошибок по участкам ОЦК на АЛ
и МПС первичной сети ВСС России.

8.2.6 Доля расчетных оперативных эксплуатационных норм С
показателей ошибок ОЦК произвольной длины L на МПС
рассчитывается в соответствии с 8.1.6.

8.2.7 Оперативные нормы на показатели ошибок ОЦК на АЛ и
МПС определяются пороговыми значениями S₁ и S₂ числа ES и SES
для периодов времени Т_и, равных — 15 минут, 1 час, 1 сутки и
пороговым значением BISO для периода времени Т_и = 7 суток.

8.2.8 Расчет пороговых значений S₁, S₂ и BISO производится
по методике, изложенной в [4], в
следующем порядке:

— в соответствии с таблицей 8.4
определяются средние численные значения эталонных норм на технические
характеристики (RPO) для показателей ES и SES
за период наблюдения Ти;

Таблица 8.4 — Расчет среднего допустимого числа ES и SES

— определяются пороговые значения S₁ и S₂ по
формулам

BISO = RPO/2                                                          
(8.4)

                                                               (8.5)

S₁ = BISO — s                                                           
(8.6)

S₂ = BISO + s                                                          
(8.7)

Результаты расчетов пороговых значений S₁, S₂ и BISO
оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на АЛ и МПС для различных периодов
наблюдения и различных длин ОЦК на МПС приведены в таблицах 8.5 — 8.9.

Таблица 8.5 — Пороговые значения S1 и S2
оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на АЛ для периодов измерения 15 минут
(900 секунд) и 1 час (3600 секунд)

Таблица 8.6 — Пороговые
значения S₁ и S₂ оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на АЛ для
периода измерения 1 сутки (86400 секунд) и пороговые значения BISO
оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на АЛ для периода измерения 7 суток
(604800 секунд)

Таблица 8.7 — Пороговые
значения S1 и S2 оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на МПС для
периода измерения 15 минут (900 секунд)

Таблица 8.8 — Пороговые
значения S1 и S2 оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на МПС для
периода измерения 1 час (3600 секунд)

Таблица 8.9 — Пороговые
значения S1 и S2 оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на МПС для
периода измерения 1 сутки (86400 секунд) и пороговые значения BISO
оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на МПС для периода измерений 7 суток
(604800 секунд)

8.2.9 При вводе ОЦК на АЛ и МПС в эксплуатацию период
измерения показателей ошибок принимают равным 1 сутки. Если за период
наблюдения Т_и = 1 сутки по результатам эксплуатационного контроля
получено число ES или SES, равное S, то:

— при S
³ S₂ — ОЦК не
принимается в эксплуатацию;

— при S
£ S₁ — ОЦК
принимается в эксплуатацию;

— при S₁ < S
< S₂ — ОЦК
принимается условно — с проведением испытаний в течение 7 суток;

— если после проведения дополнительных испытаний в течение
7 суток S > BISO,
то ОЦК не принимается в эксплуатацию.

8.2.10 В ходе технической эксплуатации измерения показателей
ошибок ОЦК на АЛ и МПС осуществляют эпизодически или периодически в свободные
от работы ОЦК моменты времени, определенные регламентом его эксплуатации.
Продолжительность измерения показателей ошибок ОЦК на АЛ должна составлять 15
минут, а ОЦК на МПС — 1 час.

Если за период наблюдения Т_и по результатам
эксплуатационного контроля получено число ES или SES,
равное S, то:

— при S
£ S₁ — ОЦК
возвращается в эксплуатацию;

— при S₁ < S < S₂ — ОЦК
подвергается дополнительным измерениям — ОЦК на АЛ измеряется
в течении 1 часа, а ОЦК на МПС — 1 сутки;

— при S ³ S₂ — ОЦК на АЛ и МПС подвергается дополнительным
испытаниям в течении 7 суток.

После дополнительных измерений проводят проверку
выполнения условий S £ S₁ или S £ BISO.

Если условия выполняются, то ОЦК возвращается в
эксплуатацию, если не выполняются, то ОЦК передается для ремонта и регулировки.

8.2.11 В ходе ремонта и регулировки ОЦК на АЛ и МПС
подвергается оценочным измерениям в течении 15 минутных интервалов, добиваясь в
ходе выполнения восстановительных действий выполнения условия S £ S₁.

8.2.12 После завершения ремонтно-регулировочных работ ОЦК на
АЛ и МПС подвергается процедуре ввода в эксплуатацию с проведением измерения
показателей ошибок и оценкой их результатов в соответствии с 8.2.9.

9 Методика измерений

9.1 Общие положения

9.1.1 Приведенные в настоящем разделе методы измерений
распространяются на проверку норм (см. раздел 8) на показатели ошибок цифровых каналов со скоростью
передачи 64 кбит/с.

9.1.2 Параметры стыков цифровых каналов, приведенные в
разделе 7 (характеристики
входа-выхода, форма импульсов, устойчивость к фазовому дрожанию и фазовое
дрожание на выходе, помехоустойчивость), измеряются в соответствии с ОСТ 45.90
(для стыков, соответствующих ГОСТ 26886 и
[4]). Методы измерения электрических характеристик
содержатся в рекомендациях [7 и/или 8] (для стыков типа V.24
и Х.24).

9.1.3 Измерения цифровых каналов на соответствие нормам
проводятся в зависимости от выполняемой функции технической эксплуатации и
могут быть подразделены на следующие виды:

— измерения на соответствие долговременным нормам;

— измерения при вводе в эксплуатацию;

— измерения при техническом обслуживании.

9.1.4 Методы измерения цифровых каналов передачи изложены в
настоящем документе с учетом ГОСТ
Р 8.563, ОСТ 45.150,
[3, 9 — 12], а также технических возможностей отечественных и
зарубежных средств измерений.

9.1.5 Измерения показателей ошибок проводятся с
прекращением связи отдельно для каждого направления передачи. Допускается
проводить измерения по шлейфу, т.е. с помощью одного прибора, передатчик
которого подключается на вход одного направления измеряемого канала, а приемник
на выход другого; на противоположном конце измеряемого канала выход первого
направления соединяется со входом второго. При этом результаты измерения должны
сравниваться с удвоенными нормами на данный канал для одного направления
передачи.

9.1.6 Рекомендуемые средства измерения приведены в
приложении А. Основные
требования к применяемым средствам измерения приведены в подразделе 9.5.

9.2 Измерения на соответствие
долговременным нормам

9.2.1 Измерения на соответствие долговременным нормам
проводятся при сертификационных испытаниях, а также эксплуатационных исследованиях,
организуемых в рамках работ по повышению эксплуатационной надежности сети или
станции, и выполняются по отдельному графику работ силами производственных
лабораторий или других подразделений по указанию администрации.

9.2.2 Измерения этого вида являются наиболее длительными и
полными. Соответствие нормам по показателям ошибок должно оцениваться не менее
1 месяца. Применяемые для этой цели средства измерения должны быть
автоматизированными, с запоминанием или регистрацией результатов измерения и
выходом на ПЭВМ.

9.2.3 Измерения по шлейфу при долговременных измерениях не
рекомендуются. При использовании этого метода получение отрицательного
результат^* (несоответствия нормам) требует повторения измерений
отдельно для каждого направления передачи.

9.2.4 Показатели ошибок цифровых каналов для оценки их на
соответствие долговременным нормам измеряются с помощью средств измерений
показателей ошибок, в которых предусмотрено получение стандартизованного
измерительного сигнала согласно [12] и анализ потока ошибок в соответствии с [3]. При этих измерениях следует использовать сигнал в
виде псевдослучайной последовательности длиной 2¹¹ — 1 бит.

9.2.5 До начала измерений в приборе устанавливаются:

— скорость передачи 64 кбит/с, входное и выходное
сопротивление, тип стыка, вид испытательной последовательности (2¹¹
— 1), источник тактового сигнала, выравнивание входного сигнала (если это
необходимо), показатели регистрируемых ошибок (ESR и SESR,
а если их нет в приборе, то ES и SES), в соответствии с руководством по эксплуатации на
конкретное применяемое средство измерений и типа стыка измеряемого канала;

— цикл измерения, равный 30 суткам (если в приборе
имеется такая возможность) и интервал измерения не более 1 часа для регистрации
промежуточных результатов, режим отображения (за цикл измерений, за интервал
измерений, с начала измерений).

9.2.6 Если в приборе нет функции запоминания промежуточных
результатов для последующего вывода на печать или встроенного принтера, а
прибор предусматривает подключение внешнего принтера для распечатки
промежуточных результатов, то необходимо подключить внешний принтер.

9.2.7 По окончании цикла измерений полученные результаты
сравнивают с нормами, рассчитанными для данного канала согласно подразделу 8.1, или непосредственно, считывая результаты измерения
показателей ошибок ESR и SESR, или, если результаты получены в виде ES и SES,
то путем расчета согласно подразделу 8.1. В последнем случае из общей длительности измерения
следует вычесть время неготовности, которое должно быть зафиксировано прибором.

9.3 Измерения при вводе в эксплуатацию

9.3.1 Измерения при вводе в эксплуатацию проводятся на
соответствие оперативным нормам (подраздел 8.2). Эти измерения показателей ошибок проводятся в
течение более коротких периодов времени. Цель этих измерений состоит в том,
чтобы убедиться в правильной работе цифрового канала с точки зрения передачи
информации и выполнения действий по техобслуживанию.

Процедуры измерений (длительность каждого цикла
измерений, их последовательность и принципы сравнения с нормами) определяются
согласно подразделу 8.2.

9.3.2 Показатели ошибок цифровых каналов для оценки их
соответствия нормам по вводу в эксплуатацию измеряются теми же
специализированными средствами измерения, что и при долговременных измерениях.
Время измерения должно составлять, как правило, 24 часа. Если измеряемый канал
образован в тракте и аппаратуре, где уже работают и подвергались тщательным
измерениям аналогичные цифровые каналы, измерения могут быть сокращены до 15
минут или 1 часа (см. подраздел 8.2).

9.3.3 Установки в приборе перед началом измерений
аналогичны описанным в 9.2.5, за
исключением показателей регистрируемых ошибок (необходимо установить ES и SES,
так как нормы в таблицах даны для этих показателей), длительности цикла и
интервала измерений, которые должны соответствовать выбранной процедуре.

При длительности цикла 24 часа интервал измерений
рекомендуется устанавливать от 15 минут до 1 часа, при длительности цикла 15
минут — 1 минуту.

9.3.4 По результатам измерений в течение заданного цикла
измеренные значения показателей ошибок — количество секунд с ошибками ES и
количество секунд, пораженных ошибками SES, в течение
времени готовности сравниваются с нормами для соответствующей длительности
измерений.

9.4. Измерения при техническом
обслуживании

9.4.1 При техническом обслуживании цифровых каналов
измерения проводятся в процессе обнаружения повреждений, при их отсутствии
измерения проводить не рекомендуется.

9.4.2 Измерения при техническом обслуживании проводятся на
соответствие оперативным нормам (подраздел 8.2). Целью этих измерений является определение состояния
канала и его участков, т.е. оценка показателей ошибок, показывающая, превышен ли порог неприемлемого качества по
показателям ошибок (измерение в течение 15 минут или 1 часа). Эта оценка
необходима для решения о выведении канала из эксплуатации и обеспечении
локализации неисправности.

9.4.3 Процедуры измерений (длительность каждого цикла
измерений, их последовательность и принципы сравнения с нормами) определяются в
соответствии с характером неисправности канала согласно подразделу 8.2.

9.4.4 Показатели ошибок цифровых каналов для оценки их
соответствия нормам при техническом обслуживании измеряются теми же средствами
измерения, что и при долговременных измерениях.

9.4.5 Установки в приборе перед началом измерений
аналогичны описанным в подразделе 9.2, за исключением показателей регистрируемых ошибок
(необходимо установить ES и SES, нормы в таблицах даны для этих показателей) и
длительности цикла и интервала измерений, которые должны соответствовать
выбранной процедуре (см. подраздел 9.3). В процессе определения места неисправности могут
устанавливаться и другие показатели ошибок (например, коэффициент ошибок или их
количество), которые более удобны для поиска места неисправности.

9.4.6 По результатам измерений в течение заданного цикла
измеренные значения показателей ошибок: количество секунд с ошибками ES и
количество секунд, пораженных ошибками SES в течение
времени готовности сравниваются с нормами для соответствующей длительности.
Промежуточные результаты используются для локализации неисправности, поэтому в
этих случаях особенно желательна их регистрация.

9.4.7 При локализации неисправности измерения могут
проводиться по участкам канала, в том числе и на уровне вышестоящих трактов
путем выделения в промежуточном пункте сигнала, соответствующего проверяемому
каналу со скоростью 64 кбит/с, из цифрового сигнала со скоростью 2 Мбит/с и
измерения показателей ошибок необходимого канала на данном участке. Подобные
функции заложены в большинство современных анализаторов ошибок. Возможно
проведение измерений в обратном направлении путем подачи измерительного сигнала
в определенный канальный интервал сигнала со скоростью 2 Мбит/с и измерение
показателей ошибок на выходе необходимого канала. Первое измерение может
проводиться без прекращения связи по первичному цифровому тракту, кроме
проверяемого канала, а второе требует прекращения связи в этом тракте.

9.4.8 По окончании ремонтно-регулировочных работ должна
быть проведена процедура ввода в эксплуатацию, для чего проводятся измерения
согласно подразделу 9.3.

9.5 Основные требования к
средствам измерения

9.5.1 Общие требования

9.5.1.1 Средства измерения, применяемые для проверки цифровых
каналов на соответствие нормам, подлежат государственному метрологическому
контролю и надзору, то есть должны быть внесены в Госреестр после испытаний
типа согласно нормативному документу Госстандарта России ПР 50.2.009.

Кроме того, измерители показателей ошибок должны быть
сертифицированы в системе «Электросвязь» Минсвязи России, как средства
измерения электросвязи.

Примечание — Если тип
конкретного применяемого для проверки цифровых каналов на соответствие нормам
средства измерений не сертифицирован в Минсвязи России, необходимо проведение
этих сертификационных испытаний для конкретного экземпляра по заявке оператора
— владельца прибора.

9.5.1.2 Измерители показателей ошибок, применяемые для
проверки цифровых каналов на соответствие нормам, должны удовлетворять
требованиям ОСТ 45.91, а
также [12].

Примечание — При
измерении показателей ошибок в процессе технического обслуживания на уровне
первичного цифрового тракта необходимы измерители ошибок, позволяющие при
подключении к этому тракту проводить анализ цикла и измерение показателей
ошибок в выделенном канальном интервале. Требования к таким измерителям в данном
документе не приводятся, так как они непосредственно не относятся к измерению
цифровых каналов со скоростью 64 кбит/с на соответствие нормам, устанавливаемым
в данном документе.

9.5.1.3 По требованиям к электрической прочности и
сопротивлению изоляции, времени установления рабочего режима и
продолжительности непрерывной работы и другим общим техническим требованиям, не
оговоренным в настоящем документе, аппаратура должна удовлетворять требованиям ГОСТ 22261.

9.5.1.4 По устойчивости к климатическим и механическим
воздействиям средства измерений должны соответствовать требованиям третьей
группы ГОСТ 22261.

9.5.1.5 Питание приборов должно осуществляться от сети
переменного тока частотой (50 ± 2,5) Гц и напряжением () В с содержанием
гармоник до 10 % (в соответствии с ГОСТ 5237)
или от встроенных аккумуляторов.

9.5.1.6 Сопряжение с внешними устройствами при работе от
внешнего управляющего устройства (внешней ЭВМ), а также передаче результатов
измерений для хранения и обработки внешнему управляющему устройству должно
осуществляться через стык С2 согласно ГОСТ 18145
соответствующий интерфейсу RS-232C.

9.5.2 Требования к входу и выходу средств измерений

9.5.2.1 Вход и выход средств измерений, предназначенных для
измерений параметров цифровых каналов и подключаемых к стандартизованным стыкам
этих каналов, должно соответствовать параметрам стыков, в которых проводится
измерение показателей ошибок.

9.5.2.2 Номинальное значение входа и выхода приборов для
измерения цифровых каналов со скоростью 64 кбит/с на стыках, соответствующих ГОСТ 26886,
должно быть 120 Ом, затухание несогласованности ³ 12 дБ
от 3 до 6,4 кГц, ³ 18 дБ от 6,4 до 128 кГц, ³ 14 дБ, от 128 до 192 кГц. Затухание асимметрии входа
и выхода приборов должно быть не менее 34 дБ в тех же диапазонах частот.

9.5.2.3 Для измерения цифровых каналов со скоростью 64 кбит/с
на стыках типа V.24 и Х.24 приборы должны иметь соответствующие
разъемы, электрические параметры которых должны соответствовать [7].

9.5.3 Требования к передатчику

9.5.3.1 Генератор измерительного сигнала должен работать:

— от собственного тактового генератора на частоте f
измеряемого цифрового сигнала с погрешностью не более ±3 × 10^-5 × f
кГц;

— от внешнего тактового сигнала с погрешностью частоты
не более ±50 × 10^-6 × f и
амплитудой 50 мВ — 1 В;

— от синхронизирующего сигнала (такт + октет),
выделенного из принятого сигнала (при измерении основного цифрового канала).

Для измерения цифрового канала в режиме
противонаправленного стыка в приборе должны быть предусмотрены два варианта
работы:

— первый вариант — в качестве потребителя (в сторону
аппаратуры преобразования 64/2048 кбит/с), синхронизация — от синхронизирующего
сигнала противонаправленного стыка (такт + октет);

— второй вариант — в качестве аппаратуры
преобразования (в сторону линии 64 кбит/с), синхронизация — от собственного и
от внешнего тактового генератора; подача синхронизирующего сигнала (такт +
октет) в линию 64 кбит/с.

9.5.3.2 В генераторе должны вырабатываться измерительные
сигналы в виде псевдослучайной последовательности длиной 2ⁿ
— 1.

9.5.4 Требования к измерителю показателей ошибок

9.5.4.1 Измеритель показателей ошибок должен работать от
внутреннего выделителя тактовой частоты из принимаемого сигнала, а также от
внешнего тактового сигнала с погрешностью частоты до 100 × 10^-5 × f.

В режиме противонаправленного стыка работа должна
осуществляться от синхронизирующего сигнала (такт + октет) для первого варианта
включения прибора (см. 6.5.6). Во втором
варианте должен быть предусмотрен выход синхронизирующего сигнала (такт +
октет).

9.5.4.2 Измеритель показателей ошибок должен выделять ошибки
методом посимвольного сравнения в испытательных последовательностях и
обеспечивать:

— измерение коэффициента ошибок в пределах от 10^-2
до 10^-7;

— счет числа ошибок;

— определение за установленный период измерения
показателей ошибок по битам в соответствии с [3] количества секунд с
ошибками ES и количества секунд, пораженных ошибками SES.
Показатели ошибок должны вычисляться в пределах времени готовности.

Должен обеспечиваться также счет числа проскальзываний
(октетных и битовых).

9.5.4.3 Должна быть предусмотрена установка интервала
измерений и цикла измерений в пределах от 1 минуты до 1 месяца.

Результаты измерения должны выводиться следующими
способами (одним или несколькими):

— за текущий интервал измерений;

— за последний интервал измерений;

— с начала цикла измерений;

— наихудшее значение из результатов для интервалов
измерения с начала цикла измерений;

— за весь цикл измерений.

Приложение А

(рекомендуемое)

Рекомендуемые
средства измерений

1 Средства измерений, прошедшие
сертификацию в Госстандарте России и Минсвязи (Госкомсвязи) России согласно
таблице А.1

Таблица А.1

2
Средства измерений, имеющиеся на сетях связи страны, но не прошедшие
сертификацию в Госстандарте России и Минсвязи России

Для применения этих СИ при проверке
каналов со скоростью передачи 64 кбит/с на соответствие нормам необходимо
проведение сертификации конкретных экземпляров приборов по заявке операторов —
владельцев средств измерений согласно таблице А.2.

Таблица А.2

Приложение Б

(информационное)

Библиография

Контроль параметров ошибок в трактах цифровых систем передачи

Содержание

Введение

.
Контроль параметров ошибок в трактах цифровых систем передачи

.
Определение мест повреждения кабеля

.1
Виды повреждений кабельных линий, краткая характеристика методов их обнаружения

.2
Дистанционные методы

Список
использованной литературы

Введение

Основной тенденцией развития телекоммуникаций во
всем мире является цифровизация сетей связи, предусматривающая построение сети
на базе цифровых методов передачи и коммутации. Это объясняется следующими
существенными преимуществами цифровых методов передачи перед аналоговыми:

) Высокая помехоустойчивость.

Представление информации в цифровой форме
позволяет осуществлять регенерацию (восстановление) этих символов при передаче
их по линии связи, что резко снижает влияние помех и искажений на качество
передачи информации.

) Слабая зависимость качества передачи от длины
линии связи.

В пределах каждого регенерационного участка
искажения передаваемых сигналов оказываются ничтожными. Длина регенерационного
участка и оборудование регенератора при передаче сигналов на большие расстояния
остаются практически такими же, как и в случае передачи на малые расстояния.
Так, при увеличении длины линии в 100 раз для сохранения неизменным качества
передачи информации достаточно уменьшить длину регенерационного участка лишь на
несколько процентов.

) Стабильность параметров каналов цифровой
системы передачи (ЦСП).

Стабильность и идентичность параметров каналов
(остаточного затухания, частотной и амплитудной характеристик и др.)
определяются, в основном, устройствами обработки сигналов в аналоговой форме.
Поскольку такие устройства составляют незначительную часть оборудования ЦСП,
стабильность параметров каналов в таких системах значительно выше, чем в
аналоговых. Этому также способствует отсутствие в ЦСП влияния загрузки системы
на параметры отдельных каналов.

4) Эффективность использования пропускной
способности каналов для передачи дискретных сигналов.

При вводе дискретных сигналов непосредственно в
групповой тракт ЦСП скорость их передачи может приближаться к скорости передачи
группового сигнала. Если, например, при этом будут использоваться временные
позиции, соответствующие только одному каналу ТЧ, то скорость передачи будет
близка к 64 кбит/с, в то время как в аналоговых системах она обычно не
превышает 33,6 кбит/с.

) Возможность построения цифровой сети связи.

Цифровые системы передачи в сочетании с
цифровыми системами коммутации являются основой цифровой сети связи, в которой
передача, транзит и коммутация сигналов осуществляются в цифровой форме. При
этом параметры каналов практически не зависят от структуры сети, что
обеспечивает возможность построения гибкой разветвленной сети, обладающей
высокими показателями надежности и качества.

1. Контроль параметров ошибок в
трактах цифровых систем передачи

В настоящее время существует множество методик
контроля, включающих методики измерений, анализа и тестирования с целью
установления соответствия контролируемого параметра норме. В данной работе
рассмотрим лишь небольшую часть существующих методик.

Рассмотрим методики контроля коэффициента
ошибок.

Так как появление ошибок является следствием
совокупности всех текущих условий передачи цифровых сигналов, имеющих случайный
характер, при отсутствии данных о законе распределения ошибок его отдельные
элементы могут быть определены с определенной степенью достоверности только по
результатам продолжительных измерений. В то же время на практике необходимо,
чтобы значения параметров ошибок для ввода в эксплуатацию и технического
обслуживания систем передачи основывались на достаточно коротких интервалах
времени измерения. Исходя из этого, определены следующие параметры ошибок для
одиночного цифрового канала (ОЦК):

• секунда с ошибками (errored second, ES) —
односекундный интервал, содержащий хотя бы один ошибочный бит;

• секунда, пораженная ошибками (severely errored
second, SES) — односекундный интервал с BER≥10-3, и коэффициенты ошибок:

• коэффициент ошибок по секундам с ошибками
(ESR) — отношение числа ES к общему числу секунд в период готовности в течение
фиксированного интервала контроля;

• коэффициент ошибок по секундам, пораженным
ошибками (SESR) — отношение числа SES к общему числу секунд в период готовности
в течение фиксированного интервала контроля.

Для сетевых трактов показатели ошибок определены
такими параметрами, как:

• блок — последовательность бит, ограниченная по
числу бит, относящихся к данному тракту; при этом каждый бит принадлежит только
одному блоку. Количество бит в блоке зависит от скорости передачи и
определяется по отдельной методике;

• блок с ошибками (Errored Block, EBr) — блок, в
котором один или несколько битов, входящих в блок, являются ошибочными;

• секунда с ошибками (Errored Second, ESr) —
период в 1 секунду с одним или несколькими ошибочными блоками;

• период с серьезными нарушениями (Severely
Disturbed Period, SDP) — период длительностью, равной 4 смежным блокам, в
каждом из которых коэффициент ошибок ≥10-2 или в среднем за 4 блока
коэффициент ошибок ≥10-2, или же наблюдалась потеря сигнальной
информации;

• секунда, пораженная ошибками (Severely Errored
Second, SESr)

период в 1 секунду, содержащий >30% блоков с
ошибками (ЕВ) или, по крайней мере, один период с серьезными нарушениями (SDP);

• коэффициент ошибок по секундам с ошибками
(ESR) — отношение числа ESr к общему числу секунд в период готовности в течение
фиксированного интервала измерений;

• коэффициент ошибок по секундам, пораженным
ошибками SESR — отношение числа SESr к общему числу секунд в период готовности
в течение фиксированного интервала измерений;

• блок с фоновой ошибкой (Background Block
Error, BBE) — блок с ошибками, не являющийся частью SES;

• коэффициент ошибок по блокам с фоновыми
ошибками BBER — отношение числа блоков с фоновыми ошибками ко всему количеству
блоков в течение готовности за фиксированный интервал измерений, за исключением
всех блоков в течение SESr;

• период неготовности для одного направления
тракта — это период, начинающийся с 10 последовательных секунд SES (эти 10
секунд считаются частью периода неготовности) и заканчивающийся до 10
последовательных секунд без SES (эти 10 секунд считаются частью периода
готовности).

Здесь под периодом неготовности для тракта
понимается период, когда хотя бы одно из направлений его находятся в состоянии
неготовности.

Данные параметры ошибок должны оцениваться в
течение времени готовности (available time), отсчет которого начинается с
первой секунды из десяти следующих друг за другом секунд, в каждой из которых
BER<10-3.

Покажем одну из возможностей определения норм,
например, определяемых рекомендациями ITU-T M.2100 регламентирующими нормы
качества (performance objectives, РО) на выраженные максимальным процентом
времени параметры ошибок. Считается, что последние зависят только от скорости
передачи и приводятся для условного эталонного соединения определенной
протяженности и распределяются по участкам соединения соответствующей категории
качества.

В качестве эталонной модели такого распределения
принимается участок высокой категории качества протяженностью 25000 км,
которому присваивается 40% от общей нормы качества на параметры ошибок передачи
точка-точка, что в пересчете на 1 км, дает 0.0016 %/км. Поэтому распределение,
пропорциональное протяженности L км тракта высокой категории качества, будет
определяться как

=0.0016•1 %/км.

Эксплуатационная норма качества на цифровые тракты
и каналы обычно представляется в виде эталонной нормы качества (reference
performance objective, RPO)

= A•T•PO,

где PO — норма качества оцениваемого параметра,
a f = 86400 с (1 сутки) — продолжительность контроля (количество односекундных
интервалов).

Для анализа результатов, полученных в процессе
контроля, используются также предельные значения 51 и 52 норм, которые
соответствуют числу событий (ES, SES) и определяются, как:

= RPO/2 — D и S2 = RPO/2 + D,

где D = 2√BIS0 — дисперсия оцениваемого
параметра. При этом значения RPO , D ,S1 и S2 выражаются в виде числа событий
за установленный интервал времени, а не в виде процентов времени.

Контроль коэффициента ошибок может
осуществляться двумя методами:

• тестированием каналов и трактов ЦСП с
использованием на передающей стороне генератора псевдослучайных и
детерминированных последовательностей передаваемых кодированных символов, а на
приемной — собственно измерителя коэффициента ошибок. В случае посимвольного
сравнения кодов данное измерение может быть выполнено с использованием шлейфа,
т.е. путем измерения ошибок с одной оконечной станции при установке на
противоположном конце шлейфа;

• выделением ошибок благодаря избыточности
используемых кодов при измерениях от передающей до приемной сторон тракта или участка
линии, т.е. когда выделение и фиксация ошибок производятся на ее приемном
конце.

Очевидно, что в первом случае требуется
использование одного комплекта, а во втором — двух комплектов средств контроля
(рис. 1), при этом измеренное значение коэффициента ошибок отражает качество
передачи при прохождении сигнала в обоих направлениях и в каждом направлении,
соответственно.

Рисунок 1 — Контроль показателей качества
цифрового тракта

В соответствии с данными схемами, на вход
цифрового тракта (передающая сторона) подаётся (желательно сформированный в
стандартный цикл) цифровой сигнал псевдослучайной последовательности (ПСП),
скорость и период которого задаются в соответствии с иерархическим уровнем
измеряемого тракта, согласно таблице 1 рекомендации ITU-T 0.151. На приёмной
стороне к выходу цифрового тракта подключается вход измерителя ошибок.

Таблица 1

В период технической эксплуатации контроль
параметров ошибок проводится при локализации неисправности или при
исследованиях с целью поиска путей повышения качественных показателей и
надёжности цифровых каналов и трактов. В первом случае контроль осуществляется
с целью нахождения неисправного участка канала или тракта. При этом процесс локализации
повреждения должен начинаться либо с момента времени индикации аварийного
состояния, либо при поступлении жалоб пользователей. При наличии аппаратного
контроля в оборудовании, анализ и оценка показателей ошибок проводится в
процессе работы с учётом выявленных аномалий и дефектов путем сравнения их с
пороговыми (предельными) значениями, а также установлением наличия сигналов
превышения порогов, поэтому использование измерительных приборов в этом случае
не обязательно.

Информация о показателях ошибок основана на
контроле их в соответствии с требованиями ITU-T M.2100, причем эта информация
должна быть связана со временем и сохраняться для проведения долговременного
анализа.

В рассматриваемом случае информация об уровне
качества основана на сравнении показателей ошибок с установленными порогами и
является инициирующей для включения аварийной сигнализации.

К дефектам, характеризующим изменения состояния
цифрового сигнала от его нормального состояния, при этом относятся:

• пропадание сигнала (LOS); (d1)

• сигнал индикации аварийного состояния
(AIS);(d2)

• пропадание циклового сигнала. (d3)

К аномалиям в принимаемом сигнале относят:

• цикловой синхросигнал с ошибками;(a1)

• блок с ошибками (ЕВ), обнаруженный с помощью
EDC.(а2)

Полученная информация об аномалиях и дефектах
сводится к конкретным значениям показателей ошибок в соответствии с критериями
перевода, приведенными в таблице 2 для того или иного типа тракта, к которым
относятся:

• тип 2 — тракты с цикловой структурой;

• тип 3 — тракты без циклов.

Таблица 2

* — если в течение интервала одного блока
возникает более чем одна аномалия a1 или а2, должна отсчитываться одна
аномалия.

** — значения «х» для трактов разного порядка
указаны в нормах на цифровые тракты.

*** — оценки ESR и SESR должны быть идентичны,
так как события SES являются частью совокупности событий ES.

При отсутствии контроля в рабочем режиме,
единственная возможность локализации неисправности заключается в поэтапном
контроле показателей ошибок на цифровых участках с использованием
соответствующих средств измерений.

Для оценки показателей ошибок могут быть
использованы 15-минутные и 24-часовые пороги уровня качества для показателей
ошибок:

• уровень неприемлемого качества (UP) —
15-минутный порог;

• уровень ухудшенного качества (DP) — 24-часовой
порог. Пороги могут быть рассчитаны по формулам:

UP = 0.75 RPO (с) и DP>= 10 RPO (с),

где RPO — норма на показатели ошибок.

Также существуют помимо вышеописанной методики
следующие методики контроля:

Методика контроля энергетического потенциала
линии связи и чувствительности приемного устройства;

Методы контроля характеристик фазового дрожания
дрейфа фазы:

) Контроль выходного фазового дрожания;

) Контроль фазового дрожания, вызванного
корректировкой указателя;

) Контроль максимальной величины выходного
фазового дрожания;

) Контроль устойчивости работы цифрового канала
или тракта при подаче на вход сигналов с предельным значением фазового дрожания
или дрейфа;

) Контроль передаточной функции фазового
дрожания.

Контроль проскальзывания цифрового сигнала в
цифровом тракте;

Контроль времени задержки в цифровом тракте;

Контроль каналов и трактов по потоку E1;

Контроль по параметрам стыка аппаратуры систем
передач.

2. Определение мест повреждения
кабеля

.1 Виды повреждений кабельных линий,
краткая характеристика методов их обнаружения

Все повреждения по характеру делятся на
устойчивые и неустойчивые, простые и сложные.

К устойчивым повреждениям относятся короткие
замыкания (КЗ), низкоомные утечки и обрывы. Характерной особенностью устойчивых
повреждений является неизменность сопротивления в месте повреждения с течением
времени и под воздействием различных дестабилизирующих факторов.

К неустойчивым повреждениям относятся утечки и
продольные сопротивления с большими величинами сопротивлений, «заплывающие
пробои» в силовых кабельных линиях, увлажнения места нарушения изоляции и
другие. Неустойчивые повреждения могут самоустраняться, оставаться
неустойчивыми или переходить при определенных условиях в устойчивые.
Сопротивление в месте неустойчивого повреждения может изменяться как с течением
времени, так и под воздействием различных дестабилизирующих факторов
(напряжения, тока, температуры и др.)

Устойчивость повреждения может быть определена
посредством измерения сопротивления изоляции и прозвонки поврежденного кабеля
при отсутствии или наличии дестабилизирующих факторов. Это первая операция
является обязательной для определения места повреждения как силовой кабельной
линии.

Рассмотрим дистанционные и трассовые методы
определения повреждений в кабельных линиях.

Важная роль из всех операций принадлежит
операции «Обнаружение зоны нахождения места повреждения» дистанционными
методами.

Успешное решение операции дистанционного
определения расстояния до зоны нахождения места повреждения измерением с одного
конца кабеля позволяет значительно сократить трудоемкость и время точного
определения места повреждения, так как зона обследования кабельной линии
трассовыми методами существенно сужается. Это наиболее актуально для
протяженных кабельных линий.

Наибольшей эффективности обнаружения мест
повреждения кабельных линий можно добиться совместным использованием приборов
дистанционного определения мест повреждения и приборов трассового поиска мест
повреждения. Для этого сначала прибором дистанционного типа определяют зону
нахождения места повреждения, а затем трассовым прибором в зоне нахождения
места повреждения определяют трассу залегания кабельной линии и определяют
точное местонахождение повреждения.

При этом возникает вопрос о возможности обнаружения
и точного определения места повреждения только прибором дистанционного типа или
только прибором трассового типа, например в случае отсутствия или выхода из
строя одного из приборов.

Удобства применения приборов дистанционного
типа, в частности основанных на методе импульсной рефлектометрии, обусловлены
прежде всего возможностью проведения измерений с одного конца кабельной линии и
достаточно точным определением расстояния до места повреждения, имея в виду
расстояние, проходимое электрическим импульсом по линии.

Точно указать место повреждения на трассе по
результатам замеров локационным прибором возможно при укладке кабеля в коробах
или в метро — при наличии точной разметки трассы и по дополнительным признакам
(наличию видимого обрыва, пережатию, нарушению защитного покрова или брони,
следам от пробоя или выгорания участка кабеля, увлажнению и т.п.).

Приборы трассового поиска позволяют определить
трассу, глубину залегания и точное местонахождение повреждения кабельной линии.

Основной недостаток трассовых методов
заключается в том, что при неизвестной зоне нахождения места повреждения для
точного его определения трассовым методом потребуется пройти с трассоискателем
вдоль всей трассы. Это приводит к большим затратам, особенно для протяженных
кабельных линий или в трудно доступных местах.

Дистанционные методы измерения мест могут быть
использованы для

решения различных задач:

измерения длины кабельных или воздушных линий
связи, электропередачи, контроля, управления и т.д.,

измерения расстояния до места повреждения или
неоднородности линии,

определения типа повреждения линии (обрыв,
короткое замыкание, утечка в изоляции кабельной линии, появление в жилах
дополнительного продольного сопротивления, и другие),

измерения параметров кабельной линии, таких как
сопротивление изоляции, сопротивление шлейфа, емкость кабеля.

При решении задачи определения места повреждения
открытой кабельной линии для точного поиска места повреждения может быть
достаточно только дистанционного метода.

Наиболее распространенными дистанционными
методами измерения являются импульсные методы и мостовые методы.

Импульсные методы измерения базируются на теории
распространении импульсных сигналов вдоль линий.

Длительность этих импульсов значительно меньше
времени прохождения их вдоль всей линии, поэтому в каждый момент времени
импульс присутствует только на коротком участке линии.

Импульсные методы позволяют: измерить расстояние
(электрическую длину линии) до места повреждения или неоднородности (муфты,
кабельной вставки), определить вид повреждения (короткое замыкание, обрыв,
утечки, перепутывание жил, и т.д.)

Мостовые методы, применяемые для измерения
кабельных линий, используют постоянный ток или переменный ток частотой от
нескольких герц до нескольких сотен герц.

Мостовые методы позволяют измерить сопротивление
изоляции кабельной линии, сопротивление шлейфа (двух жил, закороченных на
конце), емкость кабеля, расстояние до места обрыва, расстояние до места
высокоомной утечки в изоляции линии.

Импульсные сигналы распространяются в линии с
очень большой скоростью, которая зависит от изоляции между проводниками. Так,
например, в воздушных линиях, где изолятор — воздух, скорость распространения
импульсных сигналов близка к скорости света. В кабелях с резиновой изоляцией
скорость распространения импульсных сигналов ориентировочно в 3 раза меньше,
чем скорость света.

Если линия однородная и не содержит повреждений,
то импульсный сигнал беспрепятственно распространяется от начала до конца
линии. Если же на его пути встречаются неоднородности (барьеры), например
нарушение изоляции между проводниками, то часть энергии этого импульса проходит
через эту неоднородность, а часть отражается и начинает распространятся в
обратном направлении — к началу линии.

Если же линия короткозамкнута или оборвана, то
вся энергия импульса отражается и возвращается к началу линии. Измерив время
задержки посланного в линию импульса и принятого из линии, можно определить
расстояние до места повреждения.

В зависимости от источника формирования
посланного (зондирующего) импульса импульсные методы можно разделить на
следующие: локационные (методы импульсной рефлектометрии), импульсно-дуговые
(методы кратковременной дуги), методы колебательного разряда и методы частичных
разрядов.

Рассмотрим лишь некоторые из используемых
методов в данной работе.

2.2 Дистанционные методы

Метод импульсной рефлектометрии

Позволяет определить зону повреждения (в
пределах погрешности измерения) и применить отдельные трассовые методы
обнаружения только на небольших участках трассы, что позволяет существенно
сократить время точного определения места дефекта.

Основными видами повреждений в кабельных линиях
электропередачи и связи являются: короткие замыкания и обрывы, появление утечки
между жилами или между жилой и экраном (броней), увеличение продольного сопротивления.

Перед проведением измерений методом импульсной
рефлектометрии необходимо проверить участок кабельной линии омметром или
мегоометром. Однако такая проверка может быть недостаточной. Например, после
воздействия мегоометром на кабель, имеющий растрескавшуюся изоляцию с попавшей
влагой, может произойти подсушивание места дефекта. При этом показания
мегоометра соответствуют как бы исправному кабелю (сотни и тысячи МОм).

После выявления дефектных линий (жил, фаз)
мегоомметром переходят к предварительному определению места повреждения методом
импульсной рефлектометрии.

Метод импульсной рефлектометрии, называемый
также методом отраженных импульсов или локационным методом, базируется на
распространении импульсных сигналов в двух- и многопроводных системах (линиях и
кабелях) связи.

Приборы, реализующие указанный метод, называются
импульсными рефлектометрами.

Сущность метода импульсной рефлектометрии
заключается в выполнении следующих операций:

. Зондировании кабеля (двухпроводной линии)
импульсами напряжения.

. Приеме импульсов, отраженных от места
повреждения и неоднородностей волнового сопротивления.

. Выделении отражений от места повреждений на
фоне помех (случайных и отражений от неоднородностей линий).

Рисунок 2 — Упрощенная структурная схема
импульсного рефлектометра

С генератора импульсов зондирующие импульсы
подаются в линию.

Отраженные импульсы поступают с линии в
приемник, в котором производятся необходимые преобразования над ними. С выхода
приемника преобразованные сигналы поступают на графический индикатор.

Все блоки импульсного рефлектометра
функционируют по сигналам блока управления.

На графическом индикаторе рефлектометра
воспроизводится рефлектограмма линии — реакция линии на зондирующий импульс.

Основную сложность и трудоемкость при методе
отраженных импульсов представляет выделение отражения от места повреждения на
фоне помех.

Метод импульсной рефлектометрии базируется на
физическом свойстве бесконечно длинной однородной линии, согласно которому
отношение между напряжением и током введенной в линию электромагнитной волны
одинаково в любой точке линии. Это соотношение:

= U/I

имеет размерность сопротивления и называется
волновым сопротивлением линии.

При использовании метода импульсной
рефлектометрии в линию посылают зондирующий импульс и измеряют интервал tх —
время двойного пробега этого импульса до места повреждения (неоднородности
волнового сопротивления). Расстояние до места повреждения рассчитывают по
выражению:

= tx∙V/2

где V — скорость распространения импульса в
линии.

Отношение амплитуды отраженного импульса Uо к
амплитуде зондирующего импульса Uз обозначают коэффициентом отражения Котр:

Котр = Uo/Uз = (W1 — W) / (W1 + W)

где: W — волновое сопротивление линии до места
повреждения (неоднородности),- волновое сопротивление линии в месте повреждения
(неоднородности).

Отраженный сигнал появляется в тех местах линии,
где волновое сопротивление отклоняется от своего среднего значения: у муфт, у
мест изменения сечения жилы, у мест сжатия кабеля, у места обрыва, короткого
замыкания и т.д.

Если выходное сопротивление импульсного
рефлектометра отличается от волнового сопротивления измеряемой линии, то в
месте подключения рефлектометра к линии возникают переотражения.

Переотражения — это отражения от входного
сопротивления рефлектометра отраженных сигналов, которые пришли к месту
подключения рефлектометра из линии. Выходное и входное сопротивления рефлектометра,
как правило, равны между собой.

В зависимости от соотношения входного
сопротивления рефлектометра и волнового сопротивления линии изменяется
полярность и амплитуда переотражений, которая может оказаться соизмеримой с
амплитудой отражений. Поэтому перед измерением рефлектометром обязательно нужно
выполнить операцию согласования выходного сопротивления рефлектометра с
волновым сопротивлением линии.

Метод импульсной рефлектометрии удобен для
практического использования, так как для измерения импульсным рефлектометром
достаточно доступа к линии с одного конца.

Импульсные рефлектометры позволяют определить
расстояние до места повреждения линии при любом характере повреждения (обрыв,
короткое замыкание, утечка, продольное сопротивление и т.д.).

Результаты, достигаемые при измерениях
импульсным рефлектометром, зависят от его возможностей по отстройке от помех.

Метод импульсной рефлектометрии позволяет
достигнуть более высокой точности измерений расстояния до места повреждения по
сравнению с другими методами (например, по сравнению с мостовым): 1% — для
аналоговых импульсных рефлекторов и 0,2% — для цифровых.

) Метод кратковременной дуги (импульсно-дуговой
метод)

Метод кратковременной дуги может быть
использован для определения расстояния до места сложного (высокоомного) или
неустойчивого повреждения. Сущность метода кратковременной дуги заключается в
одновременном воздействии на кабельную линию высоковольтным импульсом и
выполнении измерений методом импульсной рефлектометрии.

Рисунок 3 — Структурная схема подключения к
кабельной линии устройств

Высоковольтный импульсный генератор,
представляющий собой источник высокого напряжения, у которого на выходе включен
высоковольтный конденсатор и специальный разрядник, подключается к кабельной
линии через устройство поддержания дуги (его основной компонент —
индуктивность).

При подаче импульса от источника высокого
напряжения в месте высокоомного дефекта возникает пробой, через устройство
поддержания дуги начинает протекать ток и пробой «затягивается» — образуется
дуговой разряд. За счет индуктивности, имеющейся в устройстве поддержания дуги,
ток дуги поддерживается в течении определенного времени (менее секунды).
Электрическое сопротивление дуги близко к нулю, что эквивалентно короткому
замыканию.

Импульсный рефлектометр подключается через
специальное присоединительное устройство (фильтр). Зондирующие импульсы от
рефлектометра через присоединительное устройство поступают в кабельную линию, а
отраженные импульсы — возвращаются в рефлектометр.

Последовательность проведения измерений при
методе кратковременной дуги следующая.

Через присоединительное устройство считывают
рефлектограмму кабельной линии и сохраняют ее в памяти импульсного
рефлектометра. Так как импульсы с генератора высоковольтных импульсов
отсутствуют или имеют недостаточную для пробоя установленную амплитуду, то
пробой и дуга в месте сложного или неустойчивого повреждения отсутствуют. На
рефлектограмме отраженный сигнал от высокоомного повреждения практически
неразличим на фоне помех. Наблюдаются отражения от неоднородностей линии (муфт,
кабельных вставок и т.д.) и от разомкнутого конца кабельной линии.

Затем выходное напряжение высоковольтного
источника в генераторе высоковольтных импульсы постепенно увеличивают до тех
пор, пока в кабельной линии не появятся пробои. В такт с высоковольтными
импульсами в месте дефекта будет зажигаться кратковременная электрическая дуга.
Период повторения кратковременной дуги нестабильный. Зондирующие импульсы подаются
в кабельную линию с частотой, которая во много раз больше частоты зажигания
дуги. При совпадении зондирующего импульса с моментом зажигания дуги, он
отражается от дуги как от короткого замыкания, и возвращаются к началу кабеля,
где записывается в память рефлектометра.

Достоинства метода кратковременной дуги:

. Высокая точность измерений. (Точность
измерения такая же как у метода импульсной рефлектометрии. Есть возможность
воспользоваться растяжкой рефлектограммы выбранного участка линии).

. Простота представления результатов измерения.
(По рефлектограмме кабельной линии до возникновения кратковременной дуги легко
определить длину всей кабельной линии и ее неоднородности. На рефлектограмме в
момент кратковременной дуги легко присутствует отражение от места повреждения,
как отражение короткого замыкания при методе импульсной рефлектометрии. Для
устранения влияния неоднородностей достаточно воспользоваться сравнением двух
рефлектограмм.).

. В месте повреждения выделяется небольшое, по
сравнению с прожигом, количество энергии, поэтому вредное влияние на кабель
минимальное. Нет вредного воздействия и на соседние кабели.

. Возможность реализовать этот метод на
различных типах кабельных линий.

) Волновой метод (метод колебательного разряда)

Возникновение пробоя в месте повреждения
вызывает появление в кабельной линии волновых процессов.

Существует 2 варианта осуществления волнового
метода для определения расстояния до места повреждения: метод бегущей волны
напряжения и метод импульсного тока.

Метод бегущей волны напряжения

При методе бегущей волны напряжения в кабельную
линию от источника высокого испытательного напряжения через сопротивление,
величина которого значительно больше волнового сопротивления линии, подают
напряжение, которое медленно повышают.

цифровой тракт кабельный линия

Рисунок 4 — Структурная схема реализации
волнового метода бегущей волны напряжения

Под влиянием отрицательного испытательного
напряжения в момент времени to на расстоянии L происходит пробой (короткое
замыкание) и разряд. В месте повреждения формируются электромагнитные волне
положительной полярности, так как испытательное напряжение имело отрицательную
полярность, а коэффициент отражения в месте пробоя (короткого замыкания) также
отрицателен К= -1.

Одна из волн распространяется от места пробоя к
началу кабеля, а другая — к концу кабеля. Достигнув начала кабеля, первая волна
отражается от большого сопротивления источника и, не изменяя полярности,
распространяется к месту повреждения. В месте повреждения вновь возникает
пробой и отражение с обратным знаком, и так далее. Затухая, волновой процесс
продолжается до тех пор, пока энергии волны достаточно для пробоя в месте
повреждения.

Волновой метод импульсного тока (бегущей волны
тока)

Метод импульсного тока используют в том случае,
если высокоомные повреждения (снижение сопротивления изоляции или высокоомное
замыкание жилы на землю, или малое расстояние между проводниками в муфтах) не
удается преобразовать с помощью прожига в низкоомное повреждение. Причиной тому
могут быть просачивание в кабель воды или заплывающие повреждения.

В отличие от метода бегущей волны напряжения
выходное сопротивление высоковольтного импульсного генератора должно быть
значительно меньше волнового сопротивления кабельной линии и коэффициент
отражения напряжения от начала линии и места повреждения в момент пробоя равен
Кu = -1, а коэффициент отражения тока К i= 1.

Рисунок 5 — Структурная схема реализации
волнового метода бегущей волны тока

Высоковольтный импульсный генератор представляет
собой источник высокого напряжения, у которого на выходе включен высоковольтный
конденсатор и специальный разрядник, с которого высоковольтные импульсы
поступают в кабель.

Связь измерителя волновых процессов с кабельной
линией производится с помощью специального присоединительного устройства по
току (импульсного токопреобразователя). Импульсный токопреобразователь
дифференцирует импульсный ток на входе линии и преобразует его в однополярные
импульсы, поступающие на вход измерителя волновых процессов.

При волновом методе измерений выходное
сопротивление высоковольтного источника не равно волновому сопротивлению линии,
поэтому кроме отраженных волн от участка повреждения появляются отраженные от
неоднородностей кабеля (муфт, ответвлений) и переотраженные от начала кабеля
импульсные сигналы — синхронные помехи, значительно затрудняющие оценку импульсной
характеристики кабеля.

При волновом методе расстояние до места
повреждения определяется по временной задержке между приходом к началу кабеля
импульсов напряжения или импульсов тока, отраженных от места повреждения.
Импульсы напряжения по длительности занимают половину расстояния до места
повреждения, а ударные импульсы тока также имеют достаточно большие
длительности. Это приводит к следующим недостаткам по сравнению с методом
импульсной рефлектометрии:

. Сложность анализа полученных импульсных
характеристик при измерениях волновым методом. (Вид этих характеристик зависит
не только от характера повреждения и длины линии, но и от величины поданных
импульсов, наличия или отсутствия пробоя в месте повреждения и т.д.)

. Низкая разрешающая способность, то есть невозможность
обнаруживать близко расположенные неоднородности. (Отражения от неоднородностей
вообще трудно различимы на импульсной характеристике кабельной линии, а
отражения от соседних неоднородностей вообще сливаются друг с другом)

. По импульсной характеристике невозможно
получить ориентировки, расстояние до которых известно (в виде отражений от
муфт, кабельных вставок и т.д.).

. Большая погрешность измерения. (Это
обусловлено относительно большими длительностями фронтов и срезов волновых
процессов, которые формируются самой линией и процессом пробоя)

. Невозможность стабильного повторения волновых
процессов, что может привести к появлению ошибок.

Процесс пробоя является очень нестабильным, он в
любой момент может прерваться и не повториться в том же виде. Это накладывает
очень серьезные требования к быстродействию измерителя волновых процессов.

Таким образом, волновой метод по сравнению с
методом импульсной рефлектометрии, с одной стороны, позволяет определять
сложные (с большим сопротивлением) и неустойчивые (заплывающие) места
повреждений кабельных линий, а с другой стороны, имеет существенные недостатки.
В значительной степени совместить достоинства метода импульсной рефлектометрии
и волнового метода позволяет метод кратковременной дуги.

4) Метод измерения частичных разрядов

В последние годы все более широкое
распространение в нашей стране и за рубежом находит мнение о необходимости
замены испытаний кабельных линий повышенным напряжением постоянного тока,
превышающем рабочее напряжение в 3…6 раз рабочее напряжение (Uраб) на
диагностику изоляции с помощью измерения частичных разрядов (ЧР), токов утечки,
абсорбционных токов и других методов с приложением напряжения (1…1,5) Uраб.

Дело в том, что проведение испытаний кабеля,
находящегося в эксплуатации продолжительное время, повышенным напряжением
отрицательно влияет на изоляцию и снижает срок эксплуатации.

В отличие от испытаний диагностика изоляции
кабельной линии относится к неразрушающим методам контроля. Одним из
прогрессивных методов диагностики является метод измерения ЧР, позволяющий не
только определить уровень частичных разрядов в кабельной линии, но и определить
их местонахождение по длине.

Частичный разряд — это электрический разряд,
длительность которого составляет единицы-десятки наносекунд. Частичный разряд
частично шунтирует изоляцию кабельной линии. Частичные разряды появляются в
слабом месте кабельной линии под воздействием переменного напряжения и приводят
к постепенному развитию дефекта и разрушению изоляции.

Существующая на сегодняшний день аппаратура для
измерения сигналов ЧР, как правило, регистрирует параметры каждого импульса ЧР,
что обуславливает ее избыточную сложность и стоимость. Применение метода АФД не
только при анализе данных, но и при измерении сигналов ЧР позволяет снизить
стоимость аппаратуры регистрации ЧР. При этом резко сокращается избыточность
регистрируемых данных и достигается оптимальное соответствие требуемой точности
измерений, стоимости аппаратуры, объема накапливаемой информации и времени
измерения.

Список использованной литературы

1.
Евсеенко Г.Н. Цифровые системы передачи: Учебное пособие. — Ростов-на-Дону:
РКСИ, 2005. — 100 с.

.
Иванов А.Б. Контроль соответствия в телекоммуникациях и связи. Измерение,
анализ, тестирование, мониторинг. — Часть 1. Москва, 2001.